CN107363380B - 悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机，所述索鞍的鞍体上具有鞍槽，所述鞍槽内以坡口焊缝的方式竖向焊接有多块隔板，每块隔板为整体结构；所述焊接操作机包括操作机本体，所述操作机本体的立柱上布置有能够升降和水平伸缩动作的横梁，所述横梁上布置有焊接机头，所述横梁上的焊接机头为两副，一副为以操作机本体的立柱横向延伸的横向焊接机头，另一副为以操作机本体的立柱竖向延伸的竖向焊接机头，所述横向焊接机头能够延伸进索鞍的鞍槽内，所述竖向焊接机头的有效工作长度大于索鞍上的待焊接中对应隔板的高度。本发明完全能够满足索鞍的整体式隔板在鞍槽内的焊接技术要求，其焊接质量稳定、可靠，焊接效率高。
Description
技术领域
本发明涉及焊接操作机，具体是一种悬索桥索鞍焊接用的焊接操作机，更为具体的说，是一种悬索桥索鞍整体式隔板焊接用的焊接操作机。
背景技术
在悬索桥工程中，包括主索鞍和散索鞍在内的索鞍是用于支撑悬索桥主缆的永久性结构件，是不可更换的。索鞍在对主缆进行支撑时，其通过鞍体的鞍槽内布置的竖向隔板-即摩擦板对主缆索股进行抗滑移装配。
长期以来，索鞍鞍体的鞍槽内的每一块隔板均是以分层结构成型的，即每块隔板由竖向上的多层隔板段竖向组合而成，底层的隔板段通常是以非熔透型焊缝的方式焊接固定在鞍体的鞍槽内，其它层的隔板段以止口嵌装的方式依次竖向叠加安装。此种结构的隔板虽然在索鞍鞍体的鞍槽内成型方便、容易，能够对主缆的索股起到抗滑移作用，但其结构强度较低，抗剪切能力较弱，不利于提高悬索桥工程中永久性索鞍的稳定性和可靠性。
有鉴于此，行业内积极探讨、研发了隔板为整体结构的索鞍，例如中国专利文献公开的“一种主索鞍鞍头结构及其成型方法”（公开号：CN 106216871，公开日：2016年12月14日），该技术就是将主索鞍鞍头本体的鞍槽内的每一块隔板整体化、且将每一块隔板以坡口焊缝的方式竖向焊接在鞍槽内；在制造成型时，鞍槽内的隔板是由两侧向中心对称焊进的焊接顺序实现的。然而，在此隔板整体式索鞍的焊接成型过程中，随着两侧隔板的持续焊进，导致鞍槽中部的空间逐渐变小，加之每一块隔板的高度较高（即鞍槽的槽深较大），使得鞍槽内的中部隔板之间的焊接操作空间狭小，焊接难度显著增大，更何况，鞍槽内的每一块隔板的焊缝质量要求均高。
焊接操作机是非常成熟的焊接设备，在悬索桥索鞍的隔板焊接过程中得到了广泛应用。然而，现有焊接操作机的焊接机头通常为单副结构、且其以立柱的横向向外延伸成型，在焊接时需要将索鞍鞍体横卧、使鞍槽水平状布置方能进行焊接操作，这在焊接鞍槽两侧的整体式隔板时完全能够满足技术要求，但在焊接鞍槽中部的整体式隔板时，因中部隔板之间的焊接操作空间狭小，横向外延的焊接机头无法深入到隔板与鞍槽之间的焊接部位，从而无法对鞍槽中部的整体式隔板实现在索鞍鞍槽上的焊接。
在现有的索鞍隔板焊接技术中，将上述焊接操作机应用于上述隔板整体式索鞍的焊接时，通常仅能用于鞍槽两侧的隔板焊接成型，鞍槽中部的隔板焊接无法采用上述焊接操作机，只能依靠传统的人工焊接。众所周知的，传统的人工焊接存在焊接质量不够稳定、均衡、可靠的技术问题，亦存在焊接效率低的技术问题，这严重制约了隔板整体式索鞍在悬索桥工程中的推广应用。
为了提高悬索桥工程中永久性索鞍的稳定性和可靠性，大力推广隔板整体式索鞍在悬索桥工程中的应用，亟待研发一种既可以适用于较大焊接操作空间焊接作业、又可以适用于狭小焊接操作空间焊接作业、且焊接质量可靠、焊接效率高的焊接操作机。
发明内容
本发明的技术目的在于：针对上述隔板整体式索鞍的结构和成型工艺的特殊性，以及现有焊接技术的不足，提供一种既可以适用于较大焊接操作空间焊接作业、又可以适用于狭小焊接操作空间焊接作业、且焊接质量可靠、焊接效率高的悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机，所述索鞍的鞍体上具有鞍槽，所述鞍槽内以坡口焊缝的方式竖向焊接有多块隔板，每块隔板为整体结构；所述焊接操作机包括操作机本体，所述操作机本体的立柱上布置有能够升降和水平伸缩动作的横梁，所述横梁上布置有焊接机头，所述横梁上的焊接机头为两副，一副为以操作机本体的立柱横向延伸的横向焊接机头，另一副为以操作机本体的立柱竖向延伸的竖向焊接机头，所述横向焊接机头能够延伸进索鞍的鞍槽内，所述竖向焊接机头的有效工作长度大于索鞍上的待焊接中对应隔板的高度。
作为优选方案之一，所述两副焊接机头布置在同一横梁的左、右两端，一端的横向焊接机头横向向外延伸，另一端的竖向焊接机头竖向向下延伸。
作为优选方案之一，所述横向焊接机头主要是由滑座和枪体组成，所述横向焊接机头的滑座行程为高度方向600mm×伸缩方向300mm；所述横向焊接机头的焊接速度为100～600mm/min。
作为优选方案之一，所述竖向焊接机头主要是由滑座和枪体组成，所述竖向焊接机头的滑座行程为高度方向300mm×伸缩方向300mm，所述竖向焊接机头的枪体摆动角度为±360°；所述竖向焊接机头的焊接速度为100～600mm/min。
作为优选方案之一，所述操作机本体的横梁在立柱上的升降速度为60～1000mm/min、水平伸缩速度为60～1500mm/min。
本发明的有益技术效果是：上述焊接操作机在现有焊接操作机的基础上，针对隔板整体式索鞍的结构和成型工艺的特殊性而设计，其既可以适用于较大焊接操作空间焊接作业，又可以适用于狭小焊接操作空间焊接作业，完全能够满足索鞍的整体式隔板在鞍槽内的焊接技术要求，其焊接质量稳定、可靠，焊接效率高，有利于隔板整体式索鞍在悬索桥工程中的推广应用。
附图说明
图1是隔板整体式索鞍的结构示意图。
图2是本发明的一种结构示意图。
图3是本发明的一种使用状态示意图。
图4是本发明的另一种使用状态示意图。
图中代号含义：1—操作机本体；11—立柱；12—横梁；13—回转机构；14—台车；15—电源箱；16—冷却水箱；17—竖向焊接机头；18—横向焊接机头；2—索鞍；21—鞍体；22—鞍槽；23—隔板。
具体实施方式
本发明涉及焊接操作机，具体是一种悬索桥索鞍整体式隔板焊接用的焊接操作机。下面结合说明书附图-即图1、图2、图3和图4对本发明的技术内容进行详细、清楚地说明。
实施例1
参见图1所示，本发明所针对的索鞍2（即悬索桥的主索鞍或散索鞍）包括鞍体21，该鞍体21的顶部具有对应悬索桥主缆延伸的鞍槽22，鞍槽22内以坡口焊缝的方式竖向焊接有多块隔板23，每块隔板23为整体结构，每块隔板23的厚度通常为10～16mm。
本发明所针对索鞍2的隔板23在鞍槽22内的焊接工艺主要包括下列步骤：
步骤1 . 根据设计要求，将鞍槽22内全部或部分的隔板焊接部位加工出对应的斜面坡口；
按照设计要求对隔板23下料，每块隔板23为整体成型结构、且其平面度≤1mm；
根据设计要求，将全部或部分隔板23的焊接边加工出对应的斜面坡口；
步骤2 . 按照由两侧向中心对称焊进的焊接顺序，除鞍槽22中心2～4个焊接部位外，在鞍槽22内其它的各焊接部位上逐块组装、并以坡口焊缝的方式焊接各隔板23，使各隔板23在鞍槽22内的对应焊接部位上逐块竖立；
每焊接一块隔板23，便对该隔板23的焊缝进行检查、清理和打磨处理，合格后方能进行下一块隔板23的组装、焊接；
步骤3 . 在鞍槽22中心的各焊接部位上逐块组装、并以坡口焊缝的方式焊接各隔板23，使各隔板23在鞍槽22内的对应焊接部位上逐块竖立；
每焊接一块隔板23，便对该隔板23的焊缝进行检查、清理和打磨处理，合格后方能进行下一块隔板23的组装、焊接，直至焊接完毕。
上述索鞍结构和制造工艺的具体内容，可参见公开号CN 106216871、公开日2016.12.14的专利文献。
通过上述索鞍结构和制造工艺可知，处于鞍槽两侧的隔板在焊接时具有较为充足的焊接操作空间，其可以采用现有常规的焊接操作机实现焊接，而处于鞍槽中心的隔板在焊接时其焊接操作空间狭小，现有常规的焊接操作机无法实现，需要特定的焊接操作机进行对应的焊接操作-即本发明。
参见图2至图4所示，本发明包括操作机本体1，该操作机本体1主要由台车14、回转机构13、立柱11、横梁12、焊接机头、电气控制系统、动力源等组成。
其中，台车14在地面上的行走行程为5.5m，行走速度为0.1～1m/min。
回转机构13布置在台车14的顶面，回转机构13采用电动回转、气动锁紧的方式装配在台车14上。回转机构13在台车14上的回转角度为±360°。
立柱11竖立固定在回转机构13上。此外，电气控制系统的电源箱15、部分动力源和冷却水箱16亦布置在立柱11旁侧的回转机构13上。
横梁12以导轨方式通过升降机构和水平伸缩机构横向布置立柱11上，即横梁12能够在立柱11上实现升降动作和水平伸缩动作。横梁12在立柱11上的行程（即竖向升降方向的行程×横向伸缩方向的行程）为4000mm×3000mm；横梁12在立柱11上的升降速度为60～1000mm/min、水平伸缩速度为60～1500mm/min；横梁12的前端负载为150Kg。
焊接机头为两副，它们分别布置在横梁12的左、右两端，即两副焊接机头布置在同一横梁12的左、右两端。一副为以立柱11横向延伸的横向焊接机头18，另一副为以立柱11竖向延伸的竖向焊接机头17。横向焊接机头18主要是由滑座和枪体组成；横向焊接机头18的滑座行程为高度方向600mm×伸缩方向300mm；横向焊接机头18的枪体横向向外延伸；横向焊接机头18的焊接速度为100～600mm/min；横向焊接机头18用于索鞍2上的鞍槽22两侧的隔板23焊接，即横向焊接机头18能够延伸的进索鞍2的鞍槽22内。竖向焊接机头17主要是由滑座和枪体组成；竖向焊接机头17的滑座行程为高度方向300mm×伸缩方向300mm，竖向焊接机头17的枪体摆动角度为±360°；竖向焊接机头17的枪体竖向向下延伸；竖向焊接机头17的焊接速度为100～600mm/min，电弧跟踪精度为±0.3mm；竖向焊接机头17的枪体的外径小于待焊接中相邻两块隔板23之间的间距宽度，竖向焊接机头17的枪体的有效工作长度大于索鞍2上的待焊接中对应隔板23-即鞍槽22内的中心区域隔板23的高度，即竖向焊接机头17能够从鞍槽23的顶部竖向延伸至鞍槽23的底部。
以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
Claims (2)
1.一种悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机；
所述索鞍（2）的鞍体（21）上具有鞍槽（22），所述鞍槽（22）内以坡口焊缝的方式竖向焊接有多块隔板（23），每块隔板（23）为整体结构；
所述焊接操作机包括操作机本体（1），所述操作机本体（1）的立柱（11）上布置有能够升降和水平伸缩动作的横梁（12）；
其特征在于：
所述横梁（12）的一端布置有以立柱（11）的横向向外延伸的横向焊接机头（18），所述横梁（12）的另一端布置有以立柱（11）的竖向向下延伸的竖向焊接机头（17），所述横向焊接机头（18）和所述竖向焊接机头（17）布置在同一横梁（12）的左、右两端；
所述横向焊接机头（18）主要是由滑座和枪体组成，所述横向焊接机头（18）的滑座行程为高度方向600mm×伸缩方向300mm，所述横向焊接机头（18）的枪体横向向外延伸，所述横向焊接机头（18）能够延伸的进所述索鞍（2）的鞍槽（22）内，用于所述索鞍（2）上的鞍槽（22）两侧的隔板（23）焊接，所述横向焊接机头（18）的焊接速度为100～600mm/min；
所述竖向焊接机头（17）主要是由滑座和枪体组成，所述竖向焊接机头（17）的滑座行程为高度方向300mm×伸缩方向300mm，所述竖向焊接机头（17）的枪体摆动角度为±360°，所述竖向焊接机头（17）的枪体竖向向下延伸，所述竖向焊接机头（17）的枪体外径小于待焊接中相邻两块隔板（23）之间的间距宽度，所述竖向焊接机头（17）的枪体有效工作长度大于所述鞍槽（22）内的中心区域隔板（23）的高度，所述竖向焊接机头（17）能够从鞍槽（22）的顶部竖向延伸至鞍槽（22）的底部，所述竖向焊接机头（17）的焊接速度为100～600mm/min、电弧跟踪精度为±0.3mm。
2.根据权利要求1所述悬索桥索鞍整体式隔板焊接用焊接操作机，其特征在于：所述操作机本体（1）的横梁（12）在立柱（11）上的升降速度为60～1000mm/min、水平伸缩速度为60～1500mm/min。
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